更低温度？更大制冷量？这些最新的低温光学系统进展你知道吗？

发布日期：2026-05-22

在低温光学研究领域，由于受到超低振动，近工作距离，多光学窗口等诸多特殊要求的限制，即使行业前沿的低温系统最低温度也主要集中在3K左右。并且在最低温度附近可供实验使用的富裕冷量也较小。对于较小热负载的实验，系统已经能够很好的满足需求，但是对于谐振腔、高压腔等较大热负载的实验装置，研究人员仍然希望能够得到更大的制冷功率，以满足完成高质量的试验。为满足全球广大科研工作者的需求，知名的低温系统制造商Quantum Design、和Montana Instruments相继推出了多款重磅新品——从更低基础温度和更大制冷功率的OptiCool FLEX， 到提升制冷功率和样品腔空间的Cryostation S200 PT，再到突破1.2K极低温边界的OneK-Optic升级模块。这一系列创新成果，正在为量子光学、材料科学、纳米光子学等前沿领域的科研人员提供全新的低温实验平台。

Quantum Design的又一新品，OptiCool FLEX：超大样品空间，开启全新实验自由度

基于技术前沿的OptiCool 7T低温强磁场系统和 4T-1T-1T低温矢量磁体系统， Quantum Design新近推出的OptiCool FLEX是在设计理念上实现了重要突破。作为OptiCool®家族的最新成员，OptiCool FLEX去掉了其他OptiCool型号中的磁体，将设计重点转向样品空间的极致拓展，为不需要磁场的用户带来了前所未有制冷功率和试验灵活性。

OptiCool FLEX的样品腔容积超过2000 cm³，是其他OptiCool型号的4倍以上。与此同时，它保留了OptiCool平台的所有优质特性，包括前沿的低温光学通道、全自动降温、350K至1.7K的连续控温能力、超低振动（<10 nm峰-峰值），以及灵活创新的样品台技术。

值得关注的是，OptiCool FLEX的升降温时间缩短了30%以上。除了1.7K的样品台外，原本用于冷却磁体的4K冷源传输端现在可供用户自由使用，为需要在4K温度下维持运行的实验元件，例如探测器，传感器等提供较大制冷功率。

光路设计方面，样品区到顶部窗口的距离与其他OptiCool型号保持一致，用户可将光路在不同型号间切换而无需任何调整。

OptiCool平台本身已经拥有丰富的产品线：标准OptiCool 7T系统配备7特斯拉劈裂式锥形磁体，磁场竖直方向，在直径3 cm的球型范围内可实现±0.3%的磁场均匀度，7个侧面窗口提供了前所未有的光学通道灵活性；OptiCool Vector系统则能产生±4特斯拉竖直磁场和水平面内X/Y方向±1特斯拉的矢量磁场。OptiCool FLEX的加入，进一步丰富了这一前沿的低温光学平台，为不需要磁场的应用场景提供了更经济、更灵活的选择。

OptiCool FLEX低温光学平台示意图

Montana Instruments恒温器家族新成员 Cryostation S200 PT：高性能低温系统，满足复杂实验需求

Cryostation S200 PT是Montana Instruments全新推出的整机低温系统，针对复杂低温实验进行了全面优化设计。该系统配备高功率制冷和大空间低温腔体，采用脉冲管制冷机，并融合了Montana Instruments特有的低振动技术，确保在提供出色低温环境的同时实现卓越的振动稳定性。

从技术参数来看，Cryostation S200 PT的最低温度可达3.6K，在4.2K温度下能够提供超过250 mW的实验制冷功率，振动稳定性低于30 nm（峰-峰值），从室温降至4.2K仅需约6小时。样品腔空间达到Φ200 mm × 116 mm，用户可以在其中轻松设计各类复杂实验。系统配备8个光学窗口（顶部1个，侧面7个），水平光路高度为137 mm，电学通道方面则标配24个集成式DC通道，并可通过6个可定制的Feedthrough实现多达100个RF或DC连接。相对于之前的Cryostation S200系统，新系统在制冷功率和Cooldown时间上有了较大提升。

Cryostation S200 PT整机系统图片

Cryostation S200 PT还可选配多种功能模块，包括ATSM快速变温选件、集成式物镜、近工作距离窗口、ROOK位移器、第三方压电位移器及分子泵等，能够灵活适应各类复杂实验场景。该系统在量子光学、单光子源测试、低温光谱学及低维材料研究等前沿领域具有广阔的应用前景。

OneK-Optic模块：一键开启1.2K极低温光学研究

与Cryostation S200 PT同期发布的，还有专为现有CryoAdvance® 100系统设计的OneK-Optic模块。这一创新性的扩展模块可将样品台温度从原来的3.4K进一步降至1.2K，为原本不具备3K以下极低温能力的系统注入了新的活力。

OneK-Optic模块采用闭循环制冷技术，操作极为简便，在CryoAdvance® 100系统上一键操作即可实现1.2K低温环境持续8小时以上的连续稳定运行，在1.2K温度下具有200 µW的制冷功率。冷量耗尽后，系统具备自动循环功能，恢复时间不超过3小时。温度稳定性优于10 mK，为高灵敏度实验提供了坚实保障。

该模块包含一个带两个侧窗的真空外壳，配备2个可配置的侧面板用于直流和射频通道。样品空间为Φ63.5 mm × 40 mm，光路高度53 mm，可选配近工作距离（小于5 mm）选件。OneK-Optic模块与标准的真空外壳可相互替换，支持已有CA100系统快速升级，无需重新购买主机。

OneK-Optic超低温光学模块示意图

OneK-Optic模块广泛适用于低温光谱测量、超导材料测试、纳米光子学等前沿领域。其模块化设计实现了与CryoAdvance® 100系统的无缝集成，用户可快速升级现有设备，无需重新购买主机，即可享受高效、灵活的极低温实验体验。

从Quantum Design的OptiCool FLEX，到Montana Instruments的Cryostation S200 PT和OneK-Optic模块，低温光学恒温器领域正在迎来一场性能与功能双重突破的发展。这些新品既有面向高端复杂实验的大功率大空间系统，也有帮助现有设备突破极低温极限的升级模块，更有通过创新设计思维释放样品空间无限可能的全新平台。三款产品各具特色，共同为低温光学研究提供了更丰富、更灵活、更强大的实验工具，将有力推动量子科技与材料科学研究的深入发展。